CN1850591A - 从污水中同时回收氮磷的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种适用范围广，操作简单，易处置，有良好社会效益的从污水中同时回收氮磷的方法，其工艺步骤为：在富含氨氮和磷酸根的污水中先投加十二水磷酸氢二钠或氯化铵，使水中NH₄ ⁺∶PO₄ ^3－的摩尔浓度比为1～1.25，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀；然后加入七水硫酸镁，使水中Mg₂ ⁺∶PO₄ ^3－的摩尔浓度比为1.2～1.6，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀；调节pH值为8.5～10；在80－200r/min下搅拌至出现大量白色沉淀物，静置沉淀后回收含氮磷的白色沉淀物。

Description

从污水中同时回收氮磷的方法

技术领域

本发明涉及从污水处理厂同时回收氮磷的方法，属于环境保护中污水处理技术领域。

背景技术

随着工农业生产的发展和人民生活水平的提高，我国氮磷污染物的排放量急剧增加。众所周知，氮磷是水体富营养化的重要因素，目前水体富营养化对农业、渔业、旅游业等诸多行业已产生严重危害，也对饮水卫生和食品安全构成了巨大的威胁。然而，磷又是一种重要资源，它既是所有生物细胞的重要组成元素之一，又是生产农肥、饲料、洗涤用品等人们生活必需品的原料。磷作为一种不可再生、难以替代的自然资源，其已探明的世界储量仅够人类再用100年。因此，磷的可持续利用问题已成为世界各国学者与政府关注的热点。

为了控制水体富营养化，新老污水厂均应有除磷脱氮功能，这就决定了在污水厂中的某些工艺单元如厌氧区、污泥浓缩池、污泥消化池、脱水机房等的液流中富含氨氮和磷酸根。在这些污水处理单元中，厌氧释磷区富含的磷会增加后继工序的总磷负荷；而污泥的各处理单元排出富含氮磷的液流一般会回流到污水处理流程的起端，从而使污水处理系统的氮磷负荷增加55％～75％。所以，从污水处理过程中回收氮磷既有利于保护环境，又有利于改进污水处理厂的运行效果，还回收了资源。

目前，去除氨氮和磷的方法主要有生物法和化学法。传统的生物法较难高效率的同时去除氮磷。化学法通常采用向废水中投加石灰、铁盐及铝盐，污泥产量大且浓缩脱水性较差，不易处置。并且上述方法都不能同时回收氮磷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种适用范围广，操作简单，易处置，有良好社会效益的从污水中同时回收氮磷的方法。

为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：一种从污水中同时回收氮磷的方法，其特征在于方法按如下步骤进行：

1)在富含氨氮和磷酸根的污水中先投加十二水磷酸氢二钠(Na₂HPO₄·12H₂O)或氯化铵(NH₄Cl)，使水中NH₄ ⁺∶PO₄ ^3-的摩尔浓度比率为1～1.25，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀。

2)然后加入七水硫酸镁(MgSO₄·7H₂O)，使水中Mg²⁺∶PO₄ ^3-的摩尔浓度比为1.2～1.6，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀。

3)调节pH值为8.5～10。

4)在80-200r/min下搅拌至出现大量白色沉淀物，静置沉淀后回收含氮磷的白色沉淀物。

本发明所述的富含氨氮和磷酸根的污水为污水处理流程中的厌氧段末端上清液，污泥处理流程中的厌氧消化池上清液、污泥浓缩上清液及脱水滤液。

本发明所述白色沉淀物即回收的产物为磷酸铵镁，俗称鸟粪石，其分子式为MgNH₄PO₄·6H₂O。鸟粪石的溶解度很低，形成鸟粪石可使废水中的氮磷得到有效去除。鸟粪石富含氮磷两种营养元素，既可作为缓释肥直接施于农田，又可作为原料运用于肥料生产中。

为了能从污水中同时回收氮磷，污水中的NH₄ ⁺、PO₄ ³⁺和Mg²⁺的摩尔浓度比需在一定范围内，所以对于PO₄ ^3-的浓度高于NH₄ ⁺的浓度的污水，本方法采用氯化铵为外加氮源，而对于PO₄ ^3-的浓度低于NH₄ ⁺的浓度的污水采用十二水磷酸氢二钠为外加磷源，另外，本方法采用七水硫酸镁作为外加镁源。通过调控污水pH值使污水达到过饱和状态，从而发生沉淀。多次实验证明，本方法可有效的同时回收氮磷。其中，磷的回收率可高达90％以上，氨氮的回收率可达80％以上。

本发明工艺简单，适用范围广，对富含氮或磷的污水均可采用。其在有效去除污水中氮磷的同时，改进了污水处理厂的运行效果，并实现氮磷的回收及其资源化利用，可产生良好的环境、经济和社会效益。

具体实施方式

实施例1

取某污水处理厂污泥脱水间的脱水滤液，进行水质分析，测得PO₄ ^3-的浓度较NH₄ ⁺的浓度略高，分别为1.15mmol/L和0.86mmol/L。所以先投加NH₄Cl，使水中NH₄ ⁺∶PO₄ ^3-的摩尔浓度比率为1.1，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀。然后加入MgSO₄·7H₂O，使水中Mg²⁺∶PO₄ ^3-的摩尔浓度比为1.4，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀。投加1mol/L的NaOH溶液，调节pH值为10。在80r/min下搅拌10分钟，出现大量白色沉淀物，静置沉淀20min后回收含氮磷的白色沉淀物即鸟粪石。经检测分析，磷的回收率为94.27％，氨氮的回收率为83.68％。

实施例2

取某污水处理厂污泥脱水间的剩余污泥，于封闭容器中放置10天后取其上清液，通过检测，上清液中PO₄ ^3-的浓度增长为2.37mmol/L，而NH₄ ⁺浓度增长为7.59mmol/L。所以先投加一定量的Na₂HPO₄·12H₂O，使水中NH₄ ⁺∶PO₄ ^3-的摩尔浓度比率为1.25，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀。然后加入MgSO₄·7H₂O，使水中Mg²⁺∶PO₄ ^3-的摩尔浓度比为1.6，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀。投加1mol/L的NaOH溶液，调节pH值为9.5。在100r/min下搅拌10分钟，出现大量白色沉淀物，静置沉淀20min后回收含氮磷的白色沉淀物即鸟粪石。经检测分析，磷的回收率为98.31％，氨氮的回收率为88.15％。

实施例3

取某污水处理厂厌氧段上清液，进行水质分析，测得NH₄ ⁺的浓度较PO₄ ^3-的浓度高，分别为1.79mmol/L和0.46mmol/L。所以先投加Na₂HPO₄·12H₂O，使水中NH₄ ⁺∶PO₄ ^3-的摩尔浓度比率为1，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀。然后加入MgSO₄·7H₂O，使水中Mg²⁺∶PO₄ ^3-的摩尔浓度比为1.2，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀。投加1mol/L的NaOH溶液，调节pH值为8.5。在200r/min下搅拌10分钟，出现大量白色沉淀物，静置沉淀20min后回收含氮磷的白色沉淀物即鸟粪石。经检测分析，磷的回收率为91.03％，氨氮的回收率为80.38％。

Claims (3)

1、一种从污水中同时回收氮磷的方法，其特征在于其工艺步骤为：

1)在富含氨氮和磷酸根的污水中先投加十二水磷酸氢二钠或氯化铵，使水中NH₄ ⁺∶PO₄ ^3-的摩尔浓度比为1～1.25，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀；

2)然后加入七水硫酸镁，使水中Mg²⁺∶PO₄ ^3-的摩尔浓度比为1.2～1.6，搅拌使药剂充分溶解并混合均匀；

3)调节pH值为8.5～10；

4)在80-200r/min下搅拌至出现大量白色沉淀物，静置沉淀后回收含氮磷的白色沉淀物。

2、如权利要求1所述的从污水中同时回收氮磷的方法，其特征在于所述的富含氨氮和磷酸根的污水为污水处理流程中的厌氧段末端上清液，污泥处理流程中的厌氧消化池上清液、污泥浓缩上清液或脱水滤液。

3、如权利要求1或2所述的从污水中同时回收氮磷的方法，其特征在于所述白色沉淀物即回收的产物为磷酸铵镁，其分子式为MgNH₄PO₄·6H₂O。